Зміст (стр. 5 )

Рассказ преподавателя или ученика (готовится заранее)

Что такое энергосберегающий дом?

Энергосберегающий, или пассивный дом (passive house) - это дом с очень низким энергопотреблением. В идеале он должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры. Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии. Горячее водоснабжение должно осуществляться за счет установок возобновляемой энергии, например, тепловых насосов или солнечных батарей.

Энергосберегающая технология - метод производства продукции с рациональным использованием энергии, который дает возможность одновременно уменьшить энергетическую загрузку на окружающую среду и количество отходов, получаемых при производстве или эксплуатации

Рис. 1. Современное строительство немыслимо без энергосберегающих технологии — методов производства с рациональным использованием энергии

В реальности таких результатов пока удалось добиться в немногих случаях. Однако пассивные дома, которым требуется лишь около 10% обычного энергопотребления, уже получили массовое распространение. Такие впечатляющие успехи достигаются благодаря усиленной теплоизоляции и специально разработанным системам отопления и вентиляции дома. Для классификации подобных зданий удобно применять шкалу, разработанную на «родине» идеи энергосберегающих зданий - в Германии (Таблица 1).

Таблица 1
Индивидуальный жилой дом 140 м 2 общей площади	Годовой расход тепла (квт/час на 1 куб. м в год)	Удельный расход тепла, Вт ч/м кв.
Германия
Старое строение	300	136
Типовой дом 70 - х гг.	200	91
Типовой дом 80 - х гг.	150	68
Дом низкого энергопотребления 90 - х гг.	0-70	14-32
Дом ультранизкого энергопотребления	30-15	14-7
Современный пассивный дом	менее 15	менее 7

Беседа с элементами объяснения

Более 20 лет назад американский исследователь Дэвид Орр разработал концепцию здания, отвечающего самым высоким требованиям экологичности и энергоэффективности.

Основные составляющие пассивного дома таковы:

§  применение материалов и конструкций с максимальным сопротивлением теплопередаче для сокращения непродуктивных потерь тепла;

§  организация приточно-вытяжной вентиляции с применением рекуператоров, использующих тепло выбрасываемого воздуха для обогрева, поступающего извне;

§  использование природных источников энергии для отопления и горячего водоснабжения (энергии солнца, ветра, термальных подземных источников).

Наибольшим практическим опытом реализации проектов пассивных домов обладают страны Западной Европы, и в первую очередь, Германия. Именно здесь был построен первый в Европе пассивный дом, отличительными признаками которого были:

§  непрерывная изолирующая оболочка здания из высокоэффективных теплоизоляционных материалов;

§  современные оконные системы;

§  механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла уходящего из помещений воздуха;

§  грунтовый теплообменник для предварительного подогрева воздуха с использованием тепла грунта

Беседа с элементами объяснения, можно использовать подготовленное учеником сообщение

Немного истории

Первое упоминание о пассивных домах появилось в преддверии энергетического кризиса 74-75 года прошлого века. Экспериментальное энергоэффективное здание было построено в 1972 году в Манчестере (США). Его кубическая форма обеспечивала минимальную поверхность наружных стен при данном объеме, а площадь остекления не превышала 10%. Это позволяло уменьшить потери тепла за счет объемно-планировочного решения. Покрытие плоской кровли было светлым, это уменьшало ее нагрев и соответственно снижало требования к вентиляции в теплое время года. На кровле здания были установлены солнечные коллекторы.

Чуть позднее, в 1973-1979 годах, в финском городе Отаниеми был построен комплекс Econo-house, где кроме объемно-планировочного решения, учитывающего особенности местоположения и климата, была применена особая система вентиляции: воздух нагревался за счет солнечной радиации, тепло которой аккумулировалось специальными стеклопакетами и жалюзи. Также в общую схему теплообмена здания, обеспечивающую энергоэффективность, были включены солнечные коллекторы и геотермальная установка. Форма скатов кровли здания учитывала широту места строительства и углы падения солнечных лучей в различное время года.

Однако впервые полноценную схему оборудования пассивного дома разработали в мае 1988 года доктор Вольфганг Файст, основатель Института пассивного дома в Дармштадте (Германии), и профессор Бо Адамсон из Лундского университета в Швеции. Концепция разрабатывалась в многочисленных исследовательских проектах, финансируемых немецкой землей Гессен. За прошедшие годы были проведены глубокие исследования в этой области, и технология «пассивного дома» значительно усовершенствовалась. На сегодняшний день в странах западной Европы по этой технологии уже построено более 2 тысяч сооружений. Наиболее известные примеры - особняки в городе Ульме, построенные в 2000 г, эксперимент с переоборудованием обыкновенного студенческого общежития в пассивный дом в городе Вуппертале и первое в мире здание, возведенное в 2001 году в Вайце, в котором производится больше энергии, чем расходуется.

В Европе с применением подобных технологий построена так называемая «экодеревня» - район VI1КК1 (Хельсинки, Финляндия). Он представляет собой экологически чистую территорию сельского типа площадью 1132 га. При его строительстве были применены современные системы утилизации и рекуперации тепла: использование обратной воды системы теплоснабжения для напольного отопления, системы естественной вентиляции с дефлекторами новой конструкции, утилизация тепла удаляемого воздуха, использование солнечных коллекторов на системах ГВС, автоматизация систем жизнеобеспечения, использование эффективной теплоизоляции в ограждающих конструкциях.

Рис. 2. Энергосбережение может быть реализовано так же за счет планировочных решений, например, размещения окон большего размера на южной стороне здания

Замеры показали, что энергопотребление в домах не превышает 15 квт/ч на куб. метр в год. Энергосберегающие здания построены в России, строятся в Белоруссии. В Украине пока таких зданий нет.

Беседа с элементами объяснения

Экономическое и экологическое значение энергосбережения в жилище

Энергосберегающие сооружения экономят не только топливо, но и деньги. Оплата коммунальных платежей в Западной Европе сегодня составляет львиную долю расходов населения, и она продолжает расти. Очевидно, что это связано, в первую очередь, с ростом цен на энергоносители. Несмотря на относительную их дешевизну у нас, такая тенденция прослеживается и в Украине. При этом наши здания обладают, в основном, непростительно высоким энергопотреблением, потери при их отоплении огромны. Внедрение энергосберегающих технологий отчасти помогло бы справиться с этими проблемами.

Бесспорна польза пассивных домов и для окружающей среды. Угроза глобального потепления, вызванная избытком антропогенных парниковых газов, давно уже нависает над нашей планетой и осознана многими людьми. При этом известно, что около 40% выбросов С02 в атмосферу образуется при сжигании топлива, используемого именно для отопления зданий! Пассивные дома могут значительно сократить эту цифру.

Сама концепция пассивного дома, в первую очередь, основана на дружественности по отношению к окружающей среде, сотрудничеству с ней. Из-за этого « passive house » часто называют также «экологическими домами» («экодомами»). Подобные здания - наиболее современные и эффективные образцы современной архитектуры. Несомненно, что массовое их распространение может оказать серьёзную помощь в борьбе с наступающим кризисом.

Рис. 3. Использование в жилище возобновляемых источников энергии, т. е. таких, которые постоянно существуют или периодически появляются в окружающей среде в виде потоков энергии Солнца, ветра, тепла Земли и т. д.

Пассивные дома очень комфортны и экологически благоприятны для человека. На сегодняшний день такие сооружения - самые удобные и современные типы зданий. В них автоматически поддерживается оптимальная температура, влажность и чистота воздуха, что превращает жизнь в подобных домах в удовольствие. С учётом того, что люди около 60% своего времени проводят в помещениях, значение таких объектов для поддержания высокого качества жизни трудно переоценить.

Достоверно установлено, что комфортная среда обитания, формируемая в пассивных домах, способствует продлению дееспособного срока жизни человека. Неудивительно, что именно эти особенности пассивных домов стали причиной их быстро растущей популярности в последние годы.

Демонстрация видеофрагмента с объяснением преподавателя

Преподаватель организует внимание учащихся для просмотра видеофрагмента, а затем организует обсуждение.

-- Какова перспектива строительства пассивных домов в Украине?

-- Почему для Украины очень актуальна тема энергосбережения во всех проявлениях жизни ее граждан?

Объяснение учителя

Перспектива строительства пассивных домов в Украине

Надо отметить, что концепция здания, не нуждающегося в мощной системе отопления, уже нашла в нашей стране благодатную почву. В самом деле, низкая энергоэффективность существующих зданий и огромные расходы энергоресурсов на отопление являются для Украины источником множества экономических, политических и социальных проблем. Самая очевидная тому причина - тарифы на все виды энергоресурсов растут гораздо быстрее доходов населения. В связи с этим задача сокращения расходов на отопление становится все более актуальной как для домовладельцев, так и для представителей властей.